【正文】 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1 2 5 6 4 3 圖 1421 育秧缽制作機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 9 7(8) III II I 10 11 16 15 14 13 12 14 13 9 17 K K向 3） 改造成育秧缽制作機(jī)： ① 電機(jī) ?帶傳動(dòng) ?圓柱齒輪、 ?錐齒輪?圓柱齒輪 ?實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 ③ 軸 III直接驅(qū)動(dòng)攪拌器 。 ② 電機(jī) ?帶傳動(dòng) ?圓柱齒輪、 ?曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ?實(shí)現(xiàn)沖壓與脫模。 1 試設(shè)計(jì)育秧缽制作機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)： 設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)鉆床，用來(lái)同時(shí)加工圖 1421所示零件上的三個(gè)孔，能自動(dòng)送料。并設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 1） 確定工作原理 鉆削工藝： 鉆頭一邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)相對(duì)于工件作移動(dòng)。 三種運(yùn)動(dòng)方案如圖 1422所示 ： 圖 a： 鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)軸向進(jìn)給，工作臺(tái)靜止； 圖 b： 鉆頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件進(jìn)給； 圖 c： 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，鉆頭作軸向進(jìn)給； 30 20 3φ 8 20 20 50 20 10 圖 1421 圖 1422 (a) (b) (c) Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 送料機(jī)構(gòu)可以采用從料倉(cāng)推送工件的方式，如 圖 1423所示 。 工作臺(tái) 送料桿 料倉(cāng) 三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件： 鉆頭、工作臺(tái)、送料桿 2） 執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 工藝過(guò)程： ▲ 送料桿往右推出零件， 并頂出加工好的零件 ▲ 夾具將工件定位，并夾緊； ▲ 送料桿返回，工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速上移接近鉆頭； ▲ 工作臺(tái)慢速進(jìn)給； ▲ 鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快速退回，完成一個(gè)循環(huán)。 圖 1423 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 鉆頭的轉(zhuǎn)速： nc=1000v/(πd) 其中： d—— 鉆 頭直徑， d=8 mm v —— 切削速度，查手冊(cè) 45鋼，可選 v= 代入得： nc≈ 500 r/min 工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。鉆孔工藝要求： ▲ 工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速上移接近鉆頭； ▲ 工作臺(tái)改用工作進(jìn)給速度先鉆凸臺(tái)上的孔，待鉆到 一定深度時(shí)，三個(gè)鉆頭才同時(shí)鉆進(jìn)，因工作阻力增加，故進(jìn)給速度應(yīng)減小； ▲ 鉆孔結(jié)束后，工作臺(tái)快速退回，完成一個(gè)循環(huán)。 設(shè)工作臺(tái)完成一個(gè)工作循環(huán)所需的時(shí)間為 T1，則有： T1 = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 其中： t1—— 單孔 鉆削時(shí)間。設(shè) 單孔 鉆削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 s1 = mm/r , 單孔 鉆削深度為 10mm，并考慮 3mm的提前工作量。求得： t2—— 三孔同時(shí) 鉆削時(shí)間，設(shè)進(jìn)給量為 s1 = mm/r ，單孔 鉆削深度為10mm，并考慮 3mm的越程量。求得 t2 =(10+3)/(s2 nc)= min = s t3 —— 快速接近時(shí)間，取 t3 = s t4 —— 快速退回時(shí)間，取 t4 = s t5 —— 工作臺(tái)停歇等待更換工件時(shí)間，取 t5 =3 s； 工作臺(tái)一個(gè)工作循環(huán)總時(shí)間： T1 = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 = s 工作臺(tái)每分鐘工作循環(huán)數(shù)： n1 = 60 /T1 = t1 =(10+3)/(s1 nc)= min = s Northwest AF University 送料桿的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直動(dòng)。循環(huán)時(shí)間與工作臺(tái)相同： Ts = s 工作臺(tái)的行程： Hf = h0 + h1 + h2 h0 —— 工作臺(tái)快速趨近鉆頭的運(yùn)動(dòng)距離，取 h0 =15 mm； =41 mm h1 —— 單 孔鉆削深度，取 h1 =13 mm； h2 —— 三 孔同時(shí)鉆削深度，取 h0 =13 mm。 送料桿的行程取工件的兩倍： Hs = 100 mm 送料桿的運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)必須協(xié)調(diào)，而鉆頭的旋轉(zhuǎn)與送料桿和工作臺(tái)之間的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。 凸輪轉(zhuǎn)角 0 90? 180? 270? 360? 送料桿 送料 靜 止 送料 工作臺(tái) 停止 單孔鉆 三孔鉆 快退 快 進(jìn) 工作循環(huán)圖： 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) Northwest AF University 類型 —— 交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī) (由機(jī)床的工作要求確定 ) 為了減少原動(dòng)機(jī)的數(shù)量，三個(gè)鉆頭共用一個(gè)原動(dòng)機(jī)。 3） 原動(dòng)機(jī)的選擇 4） 計(jì)算運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比 切削運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比： ic = nn / nc =1440/500= 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比： if = is = nn / nf =1440/=563 5） 機(jī)構(gòu)選型 轉(zhuǎn)數(shù) —— 額定轉(zhuǎn)數(shù) : nn = 1440 r/min ① 切削運(yùn)動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)： ▲ 鉆頭作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比為 , 無(wú)需運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，但需要減速。 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) Northwest AF University ▲ 三個(gè)鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，且各鉆頭之間的距離很小，即要求具有運(yùn)動(dòng)分解功能，其尺寸受到限制。 ▲ 電動(dòng)機(jī)軸一般為水平放置，與鉆頭的方向不一致，即要求具有改變運(yùn)動(dòng)軸線方向的功能。 機(jī)構(gòu)選型 ▲ 具有減速功能的傳動(dòng)有：齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)?？紤]到速度較高，距離較遠(yuǎn)等因素，此處選用 V帶傳動(dòng)。 ▲ 電動(dòng)機(jī)與鉆頭之間有較大的傳動(dòng)距離，即要求運(yùn)動(dòng)鏈作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 ▲ 能變換運(yùn)動(dòng)軸線方向的傳動(dòng)有：圓錐齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)?？紤]到兩軸線垂直相交且傳動(dòng)比較小，此處選擇圓錐齒輪傳動(dòng)。 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) Northwest AF University ▲ 三個(gè)鉆頭應(yīng)同向旋轉(zhuǎn)，此處選擇一個(gè)中心齒輪帶動(dòng) 周圍三個(gè)從動(dòng)齒輪的定軸輪系，如 圖 1424所示 。 ▲ 選用萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)或鋼絲軟軸將運(yùn)動(dòng)傳遞給鉆頭。 ② 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)： ▲ 工作臺(tái)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)規(guī)律較復(fù)雜，但行程不大。此處選用凸輪機(jī)構(gòu)。 將以上所選機(jī)構(gòu)經(jīng)適當(dāng)組合，就得到鉆削運(yùn)動(dòng)鏈。 ▲ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈應(yīng)實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比 563，但進(jìn)給力不需要太大。選用帶傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速。 ▲ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向和位置與電動(dòng)機(jī)不一致，選用蝸桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸線方向的變化。 由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，三個(gè)從動(dòng)齒輪軸線之間的距離遠(yuǎn)大于三個(gè)鉆頭之間的距離。 圖 1424 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) Northwest AF University ③ 送料運(yùn)動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)： ▲ 送料桿行程較大，采用連桿機(jī)構(gòu)放大。 ▲ 送料運(yùn)動(dòng)鏈減速比與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈相同 ，故直接由蝸桿軸帶動(dòng)。 ▲ 送料運(yùn)動(dòng)規(guī)律較復(fù)雜，故選用凸輪機(jī)構(gòu)。 6） 機(jī)構(gòu)的組合 III 工作臺(tái) 1 5 6 4 3 2 10 9 8 7 12 11 13 15 14 將以上所選機(jī)構(gòu)組合就得到如 圖 1425所示 自動(dòng)鉆床的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。 圖 1425 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) Northwest AF University 電動(dòng)機(jī) 帶傳動(dòng)(2) 凸輪機(jī)構(gòu)(10) 帶傳動(dòng) (8) 帶傳動(dòng) (3) 錐齒輪傳 動(dòng) (4) 圓柱齒輪傳動(dòng)(5) 工作臺(tái) 凸輪機(jī)構(gòu)(12) 連桿機(jī)構(gòu) 送料桿 蝸桿傳動(dòng)(9) 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 鉆頭 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 鉆頭 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 鉆頭 機(jī)構(gòu)的組合示意框圖： 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 圖 1425 Northwest AF University 第十四章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ③ 機(jī)構(gòu)選型 、 變異與組合 ④ 機(jī)構(gòu)的尺寸綜合 ⑤ 方案分析 ① 擬定機(jī)械的工作原理 ② 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的選擇 ⑥ 方案評(píng)審 設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)步驟總結(jié)： Northwest AF University 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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